java weakhashmap 源码解析-mile米乐体育

前面把基于特定数据结构的map介绍完了，它们分别利用了相应数据结构的特点来实现特殊的目的，像hashmap利用哈希表的快速插入、查找实现o(1)的增删改查，treemap则利用了红黑树来保证key的有序性的同时，使得增删改查的时间复杂度为o(log(n))。

今天要介绍的weakhashmap并没有基于某种特殊的数据结构，它的主要目的是为了优化jvm，使jvm中的垃圾回收器（garbage collector，后面简写为 gc）更智能的回收“无用”的对象。

引用类型

weakhashmap与其他 map 最主要的不同之处在于其 key 是弱引用类型，其他 map 的 key 均为强引用类型，说到这里，必须强调下：java 中，引用有四种类型，分别为：强（strong）引用、软（soft）引用、弱（weak）引用、虚（phantom，本意为幽灵）引用。我相信对于 java 初学者来说，不一定听过这几种引用类似，下面先介绍下这几种类型。

强引用

这是最常用的引用类型，在执行下面的语句时，变量 o 即为一个强引用。

object o = new object();

强引用指向的对象无论在何时，都不会被gc 清理掉。

一般来说，对于常驻类应用（比如server），随着时间的增加，所占用的内存往往会持续上升，如果程序中全部使用强引用，那么很容易造成内存泄漏，最终导致out of memory (oom)，所以 java 中提供了除强引用之外的其他三种引用，它们全部位于java.lang.ref包中，下面一一介绍。

java.lang.ref.reference

java.lang.ref.reference 为 软（soft）引用、弱（weak）引用、虚（phantom）引用的父类。

构造函数

//referent 为引用指向的对象 reference(t referent) {     this(referent, null); } //referencequeue对象，可以简单理解为一个队列 //gc 在检测到appropriate reachability changes之后， //会把引用对象本身添加到这个queue中，便于清理引用对象本身 reference(t referent, referencequeue queue) {     this.referent = referent;     this.queue = (queue == null) ? referencequeue.null : queue; }

如果我们在创建一个引用对象时，指定了referencequeue，那么当引用对象指向的对象达到合适的状态（根据引用类型不同而不同）时，gc 会把引用对象本身添加到这个队列中，方便我们处理它，因为

引用对象指向的对象 gc 会自动清理，但是引用对象本身也是对象（是对象就占用一定资源），所以需要我们自己清理。

举个例子：

softreference ss = new softreference("abc" , queue);

ss 为软引用，指向abc这个对象，abc 会在一定时机被 gc 自动清理，但是ss对象本身的清理工作依赖于queue，当ss出现在queue中时，说明其指向的对象已经无效，可以放心清理ss了。

从上面的分析大家应该对reference类有了基本的认识，但是上面也提到了，不同的引用，添加到referencequeue的时机是不一样。下面介绍具体引用时再进行说明。

这里有个问题，如果创建引用对象是没有指定referencequeue，引用对象会怎么样呢？这里需要了解reference类内部的四种状态。

四种状态

每一时刻，reference对象都处于下面四种状态中。这四种状态用reference的成员变量queue与next（类似于单链表中的next）来标示。

referencequeue queue; reference next;

active。新创建的引用对象都是这个状态，在 gc 检测到引用对象已经到达合适的reachability时，gc 会根据引用对象是否在创建时制定referencequeue参数进行状态转移，如果指定了，那么转移到pending，如果没指定，转移到inactive。在这个状态中

//如果构造参数中没指定queue，那么queue为referencequeue.null，否则为构造参数中传递过来的queue queue = referencequeue || referencequeue.null next = null

pending。pending-reference列表中的引用都是这个状态，它们等着被内部线程referencehandler处理（会调用referencequeue.enqueue方法）。没有注册的实例不会进入这个状态。在这个状态中

//构造参数参数中传递过来的queue queue = referencequeue next = 该queue中的下一个引用，如果是该队列中的最后一个，那么为this

enqueued。调用referencequeue.enqueued方法后的引用处于这个状态中。没有注册的实例不会进入这个状态。在这个状态中

queue = referencequeue.enqueued next = 该queue中的下一个引用，如果是该队列中的最后一个，那么为this

inactive。最终状态，处于这个状态的引用对象，状态不会在改变。在这个状态中

queue = referencequeue.null next = this

有了这些约束，gc 只需要检测next字段就可以知道是否需要对该引用对象采取特殊处理

• 如果next为null，那么说明该引用为active状态
• 如果next不为null，那么 gc 应该按其正常逻辑处理该引用。

我自己根据reference.referencehandler.run与referencequeue.enqueue这两个方法，画出了这四种状态的转移图，供大家参考：

1. 如果构造函数中指定了referencequeue，那么事后程序员可以通过该队列清理引用
2. 如果构造函数中没有指定了referencequeue，那么 gc 会自动清理引用

get

调用reference.get方法可以得到该引用指向的对象，但是由于指向的对象随时可能被 gc 清理，所以即使在同一个线程中，不同时刻的调用可能返回不一样的值。

软引用（soft reference）

软引用“保存”对象的能力稍逊于强引用，但是高于弱引用，一般用来实现memory-sensitive caches。

软引用指向的对象会在程序即将触发oom时被gc 清理掉，之后，引用对象会被放到referencequeue中。

弱引用（weak reference）

软引用“保存”对象的能力稍逊于弱引用，但是高于虚引用，一般用来实现canonicalizing mapping，也就是本文要讲的weakhashmap。

当弱引用指向的对象只能通过弱引用（没有强引用或弱引用）访问时，gc会清理掉该对象，之后，引用对象会被放到referencequeue中。

虚引用（phantom reference）

虚引用是“保存”对象能力最弱的引用，一般用来实现scheduling pre-mortem cleanup actions in a more flexible way than is possible with the java finalization mechanism

调用虚引用的get方法，总会返回null，与软引用和弱引用不同的是，虚引用被enqueued时，gc 并不会自动清理虚引用指向的对象，只有当指向该对象的所有虚引用全部被清理（enqueued后）后或其本身不可达时，该对象才会被清理。

weakhashmap.entry

上面介绍了很多引用的知识点，其实weakhashmap本身没什么好说的，只要是把引用的作用与使用场景搞清楚了，再来分析基于这些引用的对象就会很简单了。

weakhashmap与hashmap的签名与构造函数一样，这里就不介绍了，这里重点介绍下entry这个内部对象，因为其保存具体key-value对，所以把它弄清楚了，其他的就问题不大了。

/**   * the entries in this hash table extend weakreference, using its main ref   * field as the key.   */  private static class entry extends weakreference